延長鋰-硫-電池壽命的新技術(shù)

在德國馬路上行駛的機(jī)動車有4000萬輛，其中電動汽車的數(shù)量，據(jù)德國聯(lián)邦交通部的數(shù)據(jù)，目前約為6400輛。影響電動汽車快速發(fā)展的原因主要在于電池的一次行駛里程過短及儲電成本較高。為尋找更有效的技術(shù)方案，德國科學(xué)家看好鋰-硫-電池，因?yàn)橄啾扔阡囯x子電池，鋰-硫-電池效率高而成本低。但是它有個(gè)致命的弱點(diǎn)，便是壽命短，也因此至今未能被任何汽車采用。
    這個(gè)狀態(tài)現(xiàn)在可望得到改變。決定電池性能與壽命的關(guān)鍵是陰極與陽極的相互作用。德國弗朗霍夫材料與光束技術(shù)研究所（德累斯頓）的研究人員開發(fā)出一款新型鋰-硫-電池，通過特殊的陰極與陽極材料組合，使其充電循環(huán)次數(shù)提高7倍，從不到200次擴(kuò)大到1400次。專家介紹說，鋰-硫-模式電池的陰極材料是硫，不同于鋰離子電池中采用的鈷，不屬于稀缺材料，因而成本低廉。然而硫與液體電解質(zhì)也發(fā)生交互作用，降低電池的性能。弗朗霍夫的科學(xué)家們便利用多孔碳來作為陽極材料，留存住硫，以減緩其與電解質(zhì)的結(jié)合過程。新材料充電時(shí)的變形狀況大大小于通常采用的鋰金屬，因此性能要穩(wěn)定得多。科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種方法，來生產(chǎn)這種特殊的電池陰極。
    據(jù)稱，鋰-硫-電池的能量密度可達(dá)到600Wh/kg，中期可實(shí)現(xiàn)500Wh/kg，而目前使用的鋰離子電池頂多達(dá)到250Wh/kg。這意味著以同等的電池重量，行駛里程將擴(kuò)大一倍。這對于智能手機(jī)制造商同樣具有意義，移動電話可使用更輕的電池而減少分量。目前弗朗霍夫材料與光束技術(shù)研究所科學(xué)家們正在進(jìn)一步優(yōu)化材料與生產(chǎn)方法。